Overblog
Suivre ce blog
Editer l'article Administration Créer mon blog

Earth of fire

Actualité volcanique, Article de fond sur étude de volcan, tectonique, récits et photos de voyage

Publié le par Bernard Duyck
Publié dans : #Excursions et voyages

Cleveland---TerraSAR-X---18.08.2011---D.Schneider-et-Lu-Zho.jpg

 

Cleveland---TerraSAR-X---09.09.2011---D.Schneider-et-Lu-Zho.jpg

Evolution du dôme sommital du volcan Aléoute CLEVELAND :

à gauche, le 18.08.2011

à droite : le 09.09.2011

 

Documents TerraSAR-X par D.Schneider et Lu Zhong / AVO - USGS.

 

 

 

 

L'évolution du dôme de lave au sommet du volcan Cleveland, dans les Aléoutiennes, nous amène à parler des dômes de lave et des dangers qu'ils présentent.

Les dômes de lave ont été mis en lumière au cours d'éruptions historiques : la soufrière de saint-Vincent, la Montagne Pelée, plus récemment le Mont St Helens, le Mont Unzen, Soufrière Hills sur Montserrat, le Mérapi ...

Que sont les dômes de lave et comment fonctionnent-ils ?

 

Définition du dôme de lave :

Quand la lave émise possède une viscosité trop élevée pour pouvoir s'épancher sur une certaine distance, même en présence d'une pente importante, elle s'accumule sur place et constitue un dôme.

Les côtés des dômes ont généralement des flancs très abrupts et sont fréquemment recouverts de dépôts de blocs instables mis en place pendant ou juste après leur extrusion. Leur éventuel démantèlement peut être plus ou moins explosif en cours d'éruption, mais le dernier dôme subsiste souvent en fin d'éruption et refroidit lentement avec une activité fumerollienne.

Les dômes présentent des aspects variés, spécialement dans le cas de dômes composites.


Quatre grands types se distinguent , les morphologies étant  fonction des propriétés physiques de la lave; ils diffèrent par leur hauteur et leur rayon.

 

LavaDomeTypes.jpg

                                   Les quatre types morphologiques de dômes - doc. Blake / Oregonstate univ.

               a. bouchon soulevé ( avec niveaux perturbés) - b. dôme péléen (avec éboulis et aiguille) -

               c. dôme surbaissé  -  d. dôme coulée

 

- les bouchons soulevés, ou cryptodômes :  ils débutent par une injection de magma en profondeur sous les diverses couches du terrain, qu'ils soulèvent ensuite parfois de plusieurs centaines de mètres.

Leur diamètre correspond à l'orifice de sortie; la hauteur peut dépasser leur rayon, en fonction de leur constitution à base d'un magma visqueux.

Leur existence est éphémère, car ils s'éboulent dès leur formation.

un exemple : le Showa-shinzan (volcan Usu) s'est mis en place en 1943-45 sous forme de cryptodôme, avant que n'apparaisse la lave.

 

Usu-san---dome-showa-Shinzan---ph.Jesper-Rautell-Balle.jpg      Usu-san (volcan Usu - Japon) - le dôme Showa-shinzan - photo Jesper Rautel Baulle.

 

- les dômes péléens : ils sont plus larges et plus hétérogènes, avec de éboulis latéraux qui leur confèrent une forme conique. ils sont surmontés de protrusions ou aiguilles de lave, comme à la Montagne Pelée en 1902-1905 ou encore au St Helens après 1980.

 

SIM2928.jpg                  St Helens - chaîne des Cascades - épine 2005 - photo CVO / USGS

 

- les dômes de lave surbaissés : de profil arrondi et caractérisés par un abondant dégazage.

ex. le Chillahuita / Chili ... un exemple de "torta ", type extrême de dôme surbaissé : l'épaisseur et le diamètre de ces structures peut varier respectivement, de quelques mètres à un kilomètre, et le diamètre à plusieurs kilomètres. Leur croissance résulte d'un processus interne , la lave sortant en un point central du dôme, près de l'évent, en poussant les couches plus anciennes ... s'en suit une structure interne "en oignon".

 

chillhahuita-dome---oregonstate.jpg

                               Le Chillhuita  -  photo Casey Tierney / Oregonstate un.

 

- les dômes-coulées : transition entre le dôme surbaissé et la coulée de lave, les dômes-coulées sont constitués d'un magma relativement fluide et présentent une forme bien souvent dissymétrique selon la pente du substratum.

ex. le dôme du Mérapi / Java.

 

 

Un dôme peut croître de manière endogène (par injection de lave à sa base - dômes de magma) ou de manière exogène (par émission de lave à sa surface - dômes de lave).

Les premiers, dômes de magma relativement riches en gaz, croissent sous la poussée exercée par le magma sous-jacent. Ce gonflement distend la carapace solidifiée et la craquelle, ce qui permet au magma frais de remplir les orifices ainsi apparus. La viscosité du magma entrave le dégazage et augmente le risque d'explosion.
Les dômes de lave résultent de l’accumulation de coulées de lave, courtes et épaisses, à partir d’un point central qui s’élève au fur et à mesure de l’éruption. Cet évent est aussi le siège d’un dégazage bien visible.

 

Mécanismes qui régissent la vie d'un dôme :

 

Les observations et les mesures de terrain ne permettent pas de comprendre à elles seules le phénomène de déstabilisation des dômes ... il a fallu compléter l'étude par des expériences de modélisation.

On a constaté qu'il existe une compétition entre le magma qui pousse à l’intérieur du dôme (en raison de son injection) et la carapace du dôme qui se refroidit et donc durcit et résiste à cette poussée.

Il serait logique de penser que la carapace se rompe sous la poussée, déstabilisant le dôme.

Selon les expériences réalisées, la déstabilisation se produit selon un rapport entre l'épaisseur de sa croûte rigide et la hauteur du dôme encore visqueux. Si la croûte est peu épaisse, elle se craquelle sur tout le sommet du dôme et les blocs, qui ne sont pas solidaires, bougent de manière radiale. Si la croûte est relativement épaisse, elle va se fracturer brutalement, de manière dissymétrique ... et on a un effondrement.

L'équilibre du dôme va donc répondre à divers paramètres :

- l'épaisseur de sa carapace

- mais aussi, la résistance de la carapace à la traction

- la densité du magma

- et la pression interne exercée par le magma et les gaz à l'apex du dôme.

 

Les simulations ont permis de comprendre les mouvements paraboliques du magma à l'intérieur de la structure ; ils définissent deux zones dans le dôme en croissance :

- une partie centrale, dominée par l'injection du magma , et des mouvements ascendants verticaux

- une partie périphérique, où sous l'effet de la gravité, les mouvements deviennent latéraux et descendants.

L’importance de ces deux zones au sein d’un dôme varie en fonction du débit du magma et de la durée de ce débit, et détermine sa morphologie. Ainsi plus il est élevé, plus le dôme croît en hauteur (dôme lisse, dôme rugueux)...plus le débit faible, plus la croissance se fait en largeur (dôme coulée, dôme étalé).

 

Selon le taux d'émission de magma et la variation de sa teneur en gaz, et les paramètres d'équilibre sus-mentionnés, le dôme peut croître tout en relarguant des gaz ou exploser brutalement sous la pression de ceux-ci.

Des effondrements peuvent générer aussi des coulées pyroclastiques dangereuses, comme ce fut le cas à la Montagne Pelée.

 

La croissance d'un dôme est donc une succession de stades d'équilibre séparés par des éruptions.

 

Sources :

- Volcanologie - par J-M. Bardintzeff - Dunod éd. 1998

- Les dômes de lave - par Eric Reiter / Terre & Volcans Moselle.

- Lava domes - Oregonstate university

 

Commenter cet article

Articles récents

Hébergé par Overblog